(57)【要約】【課題】スポット溶接部の検査を、迅速かつ正確に行なう方法を提供する。【解決手段】スポット溶接部上を少なくとも２方向以上の交差する方向に、線集束探触子を走査しながら該溶接部に超音波信号を与え、その信号の反射パターンから溶接部の欠陥の有無を検査する。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接部上を少なくとも２方向以上の交差する方向に線集束探触子を走査しながら該溶接部に超音波信号を与え、その信号の反射パターンから溶接部の欠陥の有無を検査することを特徴とするスポット溶接部の超音波検査方法。
【請求項２】
線集束探触子の先端部の幅がスポット溶接部の幅と同等又はそれより広いことを特徴とする請求項１記載のスポット溶接部の超音波検査方法。
【請求項３】
交差する２方向が直角方向であることを特徴とする請求項１〜２記載のスポット溶接部の超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接の検査方法に関し、特に超音波を用いて非破壊でスポット溶接部検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業においては、シャーシとドア部を溶接する等、スポット溶接が多用されている。このスポット溶接した部分が目的通り溶接されているか検査する必要があるが、これまで自動車産業では、生産現場で利用できる非破壊検査法が少なく、かつ時間がかかっていたため、迅速に検査する方法が求められていた。
【０００３】
スポット部を超音波で検査する方法としては、特許文献１が存在する。しかし、特許文献１に記載されている技術では、超音波探触子の走査を数度に渡り繰り返す必要があり、その解析に時間を要するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４６９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記既存技術の問題点を解決することを目的としている。本発明の目的は、スポット溶接部の検査を迅速にかつ正確に行う方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明は、スポット溶接部上を少なくとも２方向以上の交差する方向に線集束探触子を走査しながら該溶接部に超音波信号を与え、その信号の反射パターンから溶接部の欠陥の有無を検査することを特徴とするスポット溶接部の超音波検査方法である。
【０００７】
線集束探触子の先端部の幅は、スポット溶接部の幅と同等又はそれより広いことが好ましい。
【０００８】
交差する２方向は、直角方向であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法によれば、最低２回の走査でスポット溶接部の様子がモニターできるため、スポット溶接部の形状、接合径、ドーナツ状、三日月状溶接不良の有無を明確に、かつ容易に非破壊で、例えば２〜３秒といった短時間に把握することができる。このため、自動車等のスポット溶接を多用する製品の溶接現場で溶接品の品質管理をオンラインで行うことができる。水封容器を用いた装置は、抜き取り検査で行われているたがね試験やねじり試験に代わる方法としても利用できる。
【００１０】
本発明につき詳しく説明する。
図１は、本発明の超音波検査方法の一例を示した概略図である。図１において、１は超音波検査装置で、探触子６、探触子ホルダー７、探触子ホルダー固定／移動部材８とからなっている。２は試験片で、スポット溶接部３を有している。試験片は容器４の中の水５を充填された中に固定材９により固定されている。
【００１１】
本発明の方法で検査しうる材料は、スポット溶接された金属材料、好ましくは金属板である。金属材料としては、特に特定されず、例えば、鉄、チタン、アルミニウム、銅、これらの金属の合金、例えば、真鍮、ステンレス鋼等を挙げることができる。本発明の方法は、これらの金属材料の中では鋼、特に鋼板に対して好ましく欠陥の有無を検査できる。
【００１２】
本発明の検査の対象であるスポット溶接部とは、公知のごとく上記金属同志、または１つの金属と他の種類の金属とを電極で挟んで大電流を流し、その電気エネルギーで金属を加熱溶融して溶接するスポット溶接法で溶接された部位をいう。スポット溶接部は、ナゲット部、およびその周辺のコロナボンド部とから形成されている。
【００１３】
本発明の検査方法では、超音波を用いてスポット溶接部を検査する。検査に用いられる超音波は、通常０．１〜１００ＭＨｚ、好ましくは１〜１０ＭＨｚの範囲の超音波を用いることが望ましい。
【００１４】
本発明の検査方法では、探触子を用いてスポット溶接部の欠陥の有無を検査する。本発明の方法では、この探触子として特別の探触子を用いる。図２Ａは、従来の超音波検査方法で用いられていた探触子の一例を示した斜視図で、図２Ｂは本発明の超音波検査方法で用いる探触子の一例を示した斜視図である。本発明の方法で用いる探触子の特徴は、従来の探触子のように点集束端子ではなく、線集束端子である点である。探触子は、先端から超音波を発生し、試験片の表面を滑りながら移動する。
【００１５】
探触子は、図１に示したようにホールダーに固定され、図示していない電源、超音波発生装置、超音波受信装置と電気的に結合されている。
【００１６】
試料と探触子とは相対的に移動する、（走査する）ことにより、スポット溶接部の検査を行なう。走査方向は、探触子の長手方向と直角な方向、すなわち探触子が相対的に移動する際に、試料上に形成される測定部分が最大面積になるよう移動させることが望ましい。相対的に移動させるには、試料板を移動させてもよいし、探触子を移動させてもよいし、その併用、あるいは走査を交互に行なってもよい。
【００１７】
本発明の方法では、この走査を交差する方向で行なうことを特徴とする。すなわち、１回目の走査を検査試料の縦方向に行なった場合、次の走査はその方向と交差する方向に、好ましくは図３に示したように、第一の方向と、第二の方向とが互いに直角をなす方向に走査することが望ましい。
【００１８】
この交差する方向への走査は、第一の方向へは探触子が移動し、第二の方向へ測定試料が移動するようにしておけば、測定装置全体の構造は簡便となる。走査の方向が第一の方向から、第二の方向に変わるとき探触子の角度はその長手方向が第二の方向に直角になるよう探触子ホールダーが探触子を回転させうる機能を有していることが望ましい。
【００１９】
探触子を試料のスポット溶接部を横断する位置でこのように交差する方向に探傷させることにより、以下に示すように二次元的に明確に溶接部を検査することができる。
【００２０】
走査の際の探触子と測定試料との相対速度は１〜２０ｍｍ／秒の間とすることが好ましい。走査において、試料、及び／又は探触子は、連続的に移動させてもよいし、間欠的に移動、停止を繰り返しながら行なってもよいし、回転させてもよい。
【００２１】
上記探触子から発生された超音波は試料を通過し、試料固定台で反射して再び試料を経由して再び探触子を経て、超音波測定装置に出力される。この反射波は、例えばデジタルオシロスコープ等でモニターしたり、記録したりすることができる。
【００２２】
検査では、まず非溶接部に超音波探触子を当て、そのときの上板の上面からの反射波と上板の第一反射波（縦波）とを測定する。次に超音波探触子をスポット溶接部を横断するように走査させ、捉えられた上板底面反射波と下板底面反射波を測定することにより下記実施例に示したようにスポット溶接部の検査をすることができる。
【００２３】
上記方法で測定された出力電圧値〔反射波ピーク〕と、移動量測定装置８で検出された超音波探触子６の移動量とは、記憶装置に対のデータとして記憶することが好ましい。
【００２４】
本検査方法の１実施態様としては、水浸式超音波探触子を用いて、水中で、上記超音波検査を行なうことができる。スポット溶接が施された試料は、水槽４内の固定治具９上に固定される。水槽の代わりに測定部が皮膜となっている水封容器を用いると、被試験物を水槽に入れずに測定することもできる。
【００２５】
製造現場で本発明の検査方法を行なうときは、モニターした超音波図の形状に異常が認められた場合は、ランプの点灯、変色や、ブザー等の警告装置で不良品の発生を検査者に知らせるようにすることもできる。
【実施例１】
【００２６】
次に実施例を挙げて本発明につき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら制約されるものではない。
【実施例２】
【００２７】
（装置）
図１に示した装置を用いた。
【００２８】
（試料）
材質                鋼板
厚さ                ０．８〜１．２ｍｍ
スポット溶接方法    交流スポット溶接機を用いて２枚重ねで溶接
溶接部の直径        ３〜７ｍｍ
【００２９】
（測定条件）
超音波のＨｚ        １０ＭＨｚ
相対移動の方法      ステッピングモータ駆動による０．０７２ｍｍの間欠運動
探触子先端部の長さ  １０ｍｍ
相対移動速度        １．８ｍｍ／秒
反射波モニター方法  出力電圧を、デジタルオシロスコープを用いて計測
【００３０】
（測定結果）
モニターの結果を、図４に示す。図４は、横軸が探触子移動距離、縦軸が超音波探触子で検出された出力電圧のグラフである。スポット溶接部の溶接が良好であると、台形のモニター図が得られた。
【実施例３】
【００３１】
実施例２の試料の代わりにスポット溶接不良の試料を用いる以外は実施例２と同様に行なった。得られたモニター結果を図５に示す。スポット溶接部が溶接不良であると、中心部が陥没したモニター図が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
自動車部品組立等において、スポット溶接した部分が目的通り溶接されているかどうかを検査する際に有用な非破壊検査。生産現場での工程管理に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の検査装置の一例を示した概略図である。
【図２】図２は、探触子の形状を示した斜視図である。      （Ａ）  従来の超音波検査方法で用いられている探触子      （Ｂ）  本発明の超音波検査方法で用いる探触子
【図３】図３は、溶接部の位置と、探触子の走査の方向との関係を示した図である。
【図４】図４は、スポット溶接良好部のモニター結果の一例を示したグラフである。
【図５】図５は、スポット溶接不良部のモニター結果の一例を示したグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１：超音波検査装置
２；試験片
３：スポット溶接部
４：容器
５：水
６：探触子
７：探触子ホールダー
８：探触子ホールダー固定／移動部材
【図１】
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【図２】
2005055237.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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